[发明专利]基于双工器原理的高选择性窄带无反射滤波器

说明书

本发明公开了一种基于双工器原理的高选择性窄带无反射滤波器，包括单通带带通滤波器、双通带带通滤波器、无反射滤波器的输入端口、接地面、介质基板、金属化通孔、贴片电阻、无反射滤波器的输出端口和双通带带通滤波器的输出端口；以减少滤波器射频信号的反射为设计出发点，通过双工器的原理，利用具有连续频带的单通带带通滤波器和双通带带通滤波器组成双工器，在双通带带通滤波器的输出端口连接50Ω匹配电阻，实现无反射滤波器。本发明结构简单，加工容易，并且成本低，重量轻，为无线通信的收发系统前端设计提供了新的技术方案，拓展了微波无源电路的应用。

技术领域

本发明涉及一种无反射滤波器，特别是一种基于双工器原理的高选择性窄带无反射滤波器。

背景技术

滤波器是无线通信收发系统中必不可少的微波设备。对于传统的带通滤波器，为了实现频率选择性，能量被不同程度的反射，给射频前端带来了大量不需要的非线性元素，使放大器工作在非线性区域，同时使转换链中的互调产物增加。为了减少射频信号的反射，可以利用前馈消除，添加无源环形器和隔离器等方法，但是要以牺牲尺寸和体积为代价。这些年来，无反射滤波器正在逐渐成为一种可行的替代方案。

无反射滤波器分为带阻和带通无反射滤波器两大类，其中无反射带阻滤波器的数量占绝大多数，对无反射带阻滤波器，又可以分为集总元件和微带线两种形式，对此做简单的介绍：集总元件形式的无反射带阻滤波器主要由声波谐振器和集总元件适当组合构成，反射负载由N个相同的级联声波集总元件谐振器和N个静态阻抗逆变器组成，通过增加反射负载中声波集总元件谐振器的数量，可以方便地放大阻带带宽；微带线形式的无反射带阻滤波器利用Kuroda规则，使用四分之一波长和半波长的开路短截线来代替集总元件谐振器。对无反射带通滤波器，实现方法主要分为两大类：一种方法是由并行级联配置的全通网络实现无反射带通滤波器，但是要求其中两个不同的全通滤波器的传递函数保持对称性，并且在输入端使用宽带耦合器以改善阻带带宽；另外一种方法是基于横向信号干扰原理，然而，由于特性阻抗设计方程的限制无反射带通滤波器的带宽被约束在一个较小范围内。

由上述可知，尽管无反射带通滤波器有良好的应用前景，但是尚无高选择性窄带无反射滤波器的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双工器原理的高选择性窄带无反射滤波器，能在一定频带内减少射频信号的反射。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于双工器原理的高选择性窄带无反射滤波器，包括单通带带通滤波器、双通带带通滤波器、无反射滤波器的输入端口、接地面、介质基板、金属化通孔、贴片电阻、无反射滤波器的输出端口和双通带带通滤波器的输出端口；

介质基板的上表面印制单通带带通滤波器、双通带带通滤波器、无反射滤波器的输入端口、无反射滤波器的输出端口和双通带带通滤波器的输出端口，介质基板的下表面印制一层金属铜皮，作为微带线的接地面；所述单通带带通滤波器由短路短截线、开路短截线、开路耦合线和第一微带传输线组成，短路短截线和开路短截线连接在开路耦合线的相邻端口，进行能量的传输，相邻两个端口分别通过两条第一微带传输线与无反射滤波器的输入端口、无反射滤波器的输出端口连接；所述双通带带通滤波器使用T型结构，信号在双通带带通滤波器传输时有两条路径，对于第一条路径，两个开路耦合线连接在两个第二微带传输线的中心，开路短截线位于两个开路耦合线的中心；对于第二条路径，一个短路短截线连接在第三微带传输线的中心，双通带带通滤波器的输出端口通过贴片电阻与介质基板上的接地金属化通孔相连，所述贴片电阻设置在介质基板的上表面，单通带带通滤波器和双通带带通滤波器通过无反射滤波器的输入端口连接在一起。

进一步的，单通带带通滤波器和双通带带通滤波器中均包含接地金属化通孔，且由于线宽的不同，所包含接地金属化通孔个数不同，其中双通带带通滤波器的输出端口通过贴片电阻与介质基板上的9个接地金属化通孔相连，短路短截线与介质基板上的4个接地金属化通孔相连，短路短截线与介质基板上的2个接地金属化通孔相连。